操作系统—死锁

Posted 2021-09-27 王同学要努力

【操作系统】—死锁

一、什么是死锁？

二、死锁、饥饿、死循环的区别

死锁：各进程互相等待对方手里的资源，导致各个进程都阻塞，无法向前推进的现象

饥饿：由于长期得不到想要的资源，某进程无法向前推进的想象。比如：在短期进程优先（SPF）算法中，若有源源不断的短进程到来，则长进程将一直得不到处理饥，从而发生长进程饥饿。

死循环：某进程执行过程中一直跳不出某个循环的现象。有时候是因为程序逻辑的bug导致的，有时候是程序员故意设计的。

三、死锁产生的必要条件

产生死锁必须同时满足以下四个条件，只要其中任一条不成立，死锁就不会发生

互斥条件：只有必须互斥使用的资源的争抢才会导致死锁（如哲学家的筷子、打印机设备）像内存、扬声器这样可以同时让多个进程使用的资源是不会导致死锁的（因为进程不用阻塞等待这种资源）

不可剥夺条件：进程所获得的资源在未使用完之前不能由其他进程强行夺走，只能主动释放

请求和保持条件：进程已经保持了至少一个资源，但又提出了新的资源和请求，而该资源又被其他的进程所占有，此时请求进程被阻塞，但又对自己已有的资源保持不变。

循环等待条件：存在一种进程资源的循环等待链，链中的每一个进程已获得的资源同时被下一个进程所进求。

发生死锁时一定有循环等待，但是发生循环等待时未必死锁（循环等待是死锁的必要不充分条件）

四、什么时候会发生死锁

对系统资源的竞争。各个进程对不可剥夺的资源（如打印机）的竞争可能引起死锁，对可剥夺的资源的竞争是不会引起死锁的。

进程推进顺序非法。请求资源和释放的资源的顺序不当，也同样会导致死锁。例如：并发执行的进程R1、R2分别申请占有了资源R1，R2，之后进程P1又紧接着申请资源R2，而进程R2又申请了资源R1，两者会因为申请的资源被对方占有而阻塞，从而发生死锁。

信号量的使用不当也会造成死锁。如生产者—消费者问题中，如果实现互斥的P操作在实现同步的P操作之前，就有可能导致死锁。（可以把互斥信号量、同步信号量也看做是一种抽象的系统资源）

总之，对不可剥夺资源的不合理分配，可能导致死锁

五、死锁的处理策略

预防死锁。破坏死锁产生的四个必要条件中的一个或几个

避免死锁。用某种方法防止系统进入不安全状态，从而避免死锁（银行家算法）

死锁的检测和解除。允许死锁的发生，不过操作系统会负责检测出死锁的发生，然后采取某种措施解除死锁。